洗滌油換熱器換熱能力不足原因分析

王明旭 李延琪 馮鐵柱 薛梅菊 李雙勝

（1.遼陽石化分公司尼龍廠 遼寧遼陽市 2.遼陽石化分公司芳烴廠 遼寧遼陽市）

（3.遼陽石化分公司聚酯廠 遼寧遼陽市 4.遼陽石油化纖公司 遼寧遼陽市）

一、工藝流程簡介

醇酮裝置400號單元是利用洗滌油吸收工藝介質中的環己烷，E405是其中的一個換熱器，原設計是U形管式換熱器。該換熱器用來提高進料冷油的溫度，以便提高吸收能力。因換熱器能力不足，2010年6月按計劃對該設備進行了更換，設備型式為固定管板式雙殼程帶膨脹節的換熱器。E405工藝流程見圖1。

二、換熱器換熱能力不足

2007年8月車間提出降低尾氣烴含量及節能改造項目，具體內容：E405換熱面積不夠，使解析后的熱油溫度高，提供給E407的冷油預熱能力差。計劃更換新設備，提高設備的換熱能力。表1是E405在2008年5月、2010年5月和改造后2010年8月運行數據的對比。

從表1的數據可以看出，E405冷油出口TI426為40.4℃偏低，E405熱油出口TI418為88.1℃偏高。說明2008年以前，換熱器的換熱能力沒有2010年5月到2010年8月好。E405冷油出口TI426，由原來的65.9℃下降到48.6℃，E405熱油出口TI418由原來的73℃上升到92.3℃。說明2010年8月以后，換熱器的換熱能力沒有2010年5月到2010年8月期間好。

圖1 E405工藝流程

三、換熱能力不足原因分析

1.2010年5月前換熱器換熱能力不足原因分析

表1 E405改造前后運行數據的對比

2010年初車間設備人員在巡檢中發現，E405的冷油物料出口接管的管壁兩側溫差很大，經過檢查，出口接管的管壁一半溫度高、一半低，有20℃以上的溫差。正常物料管線的溫度，應該基本上是均勻的，因此懷疑設備管箱內部有問題。2010年3月在醇酮裝置堿洗期間對E405進行檢查，發現封頭隔板墊片損壞，隔板墊片材料是耐油石棉。由于物料中含有酸性物質，對耐油石棉墊片具有一定的腐蝕作用，所以封頭隔板墊片損壞。從管板端面圖看（圖2），分程槽下部是物料的進口，上部為物料的出口，下部由于物料沖刷管板端面比較干凈，分程槽中間部位也是由于液體從該部位泄漏沖刷所致。更換了封頭墊片后開車，E405換熱情況明顯好轉，出口接管的管壁溫度也正常了。

從圖2中可以看出，由于分程隔板墊片被物料腐蝕后，造成分程隔板和管板的間隙，物料有一部分直通，直接導致換熱器的換熱能力下降，外界表現為冷物料出口接管外壁溫有溫差。

圖2 管板端面圖片

2.2010年8月后換熱器換熱能力不足原因分析

E405于2010年6月大修期間按計劃進行更換，并與2010年7月投用。車間設備人員每臺到現場對設備進行巡回檢查，發現E405筒體溫度變化很大。2010年大檢修時把E405的冷物料改走殼程，熱物料改走管程。冷物料沿著物料流動方向隨著被熱物料的加熱溫度應當逐漸的升高，但是該設備的冷物料走到膨脹節的位置時就發生了變化，膨脹節前的一段溫度是逐漸升高，但膨脹節后的一段溫度突然地升高了很多，一直延續到換熱器的管板，再從管板到膨脹節處溫度基本沒有變化。順著膨脹節再繼續往下走，溫度又發生了變化，溫度降低了很多，一直到物料的出口處都是如此。憑著多年的現場經驗，認為設備存在故障。

原設備是U形管式換熱器，新設備是固定管板式雙殼層結構換熱器，為了消除熱膨脹在設備的中部安裝了一個膨脹節。新換熱器的殼層接管管徑為DN100，這個膨脹節的環行截面積與接管的流通面積差不多。設計的想法是殼層的物料在殼層內繞著折流板來回地流動，但剛開始的時候，液體流到中部膨脹節時，流體可以繼續向前流動的同時也可以沿著膨脹節的環行流道向下流動。當設備筒體灌滿時，流體就是從膨脹節的環行流道流到了下個殼層，沒有繼續向前流動。因為此處的阻力是最小的，也就造成了設備的流道直通，換熱器的換熱面積嚴重減小，造成換熱能力不足。膨脹節的安裝位置不能放置在換熱器的中部，而應該放置在如圖3所示的右側。

圖3 結構示意圖

四、結束語

設備管理工作需要設備管理人員了解設備的結構和原理，并且到現場認真巡回檢查，才能夠及時發現設備故障。換熱器泄漏故障是較為廣泛出現的問題，需要認真的檢查設備及工藝參數的變化，以便及時發現設備故障。